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1、廢玻璃的回收與利用材工10-3孫彬本項(xiàng)目的背景(目的、意義)廢玻璃的回收循環(huán)非常重要,并不僅僅因?yàn)榄h(huán)保方面的考慮,更多的是生產(chǎn)潔凈的碎玻璃的經(jīng)濟(jì)性因素的影響,是當(dāng)前工業(yè)加工領(lǐng)域的最新實(shí)際需求。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,玻璃不但廣泛應(yīng)用于房屋建筑和人民的日常生活之中,而且發(fā)展成為科研生產(chǎn)以及尖端技術(shù)所不可缺少的新材料。同時(shí)不可避免地要產(chǎn)生許多玻璃廢棄物、形成大量的廢玻璃。估計(jì),我國(guó)每年產(chǎn)生的廢玻璃320萬(wàn)t,占城市生活垃圾總量的2%左右。隨著綜合國(guó)力的增強(qiáng),人們生活水平的提高,廢玻璃的總量還會(huì)隨之增加。另外,玻璃廠在生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊角玻璃約占玻璃生產(chǎn)總量的15%~25%,還
2、有其他各種因素造成的廢玻璃,數(shù)量可觀。經(jīng)濟(jì)地利用廢玻璃不但是提高社會(huì)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的途徑之一,而且也將對(duì)改善環(huán)境起到一定的作用,尤其是在當(dāng)今能源緊缺的年代里,如果玻璃廠能充分利用來(lái)自各方面的廢玻璃這一原料資源,可節(jié)約能源及純堿。廢玻璃根據(jù)其來(lái)源可分成日用廢玻璃(器皿玻璃、燈泡玻璃)和工業(yè)廢玻璃(平板玻璃、玻璃纖維)?;厥盏膹U玻璃經(jīng)分類、清洗后,一部分廢玻璃經(jīng)挑選后可直接重新應(yīng)用,如制鏡和做玻璃飾面材料等。一部分廢玻璃經(jīng)加工、粉碎后,將其摻入配合料中用來(lái)熔化玻璃。這樣不但節(jié)約了原料,而且使用大量碎玻璃,熔爐的壽命將延長(zhǎng)15%~20%。廢玻璃(玻璃器皿、平板玻璃和玻璃纖維)經(jīng)粉碎、預(yù)成型、加熱焙
3、燒后,可做玻璃馬賽克、玻璃飾面磚、玻璃質(zhì)人造石材、泡沫玻璃、微晶玻璃、玻璃器皿、人造彩砂、玻璃微珠、彩色玻璃球、玻璃陶瓷制品、高溫粘合劑等。廢玻璃經(jīng)粉碎熔化后可做玻璃棉。把一定劑量玻璃微珠加入聚氯乙烯中可制成新型復(fù)合板、管、異型材,其強(qiáng)度大,成本低,且經(jīng)濟(jì)效益好。因此廢玻璃的綜合利用具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,環(huán)境效益和社會(huì)效益。世界各國(guó)為減輕環(huán)境污染,節(jié)約能源,正在大力開展回收利用廢玻璃的工作,在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)經(jīng)濟(jì)可行性,改善生產(chǎn)工藝,提高利用價(jià)值。可行性分析經(jīng)過(guò)分離的高純度碎玻璃,其中的雜質(zhì)含量較少,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響會(huì)減小。通過(guò)對(duì)碎玻璃的全分析和原始玻璃的分析含量進(jìn)行看是否符合組成要求。
4、在實(shí)際生產(chǎn)中,也可通過(guò)對(duì)玻璃密度、熱膨脹系數(shù)軟化點(diǎn)、環(huán)切應(yīng)力的測(cè)試,可以掌握玻璃組成的變化情況,使玻璃組成控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),滿足要求。另外隨著碎玻璃加入量的增加,配合料的熔化時(shí)間縮短,因此碎玻璃的使用比例要適當(dāng)。過(guò)多的碎玻璃會(huì)造成先與碳酸鈉等易熔物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致配合料初期缺少碳酸鈉使一些難熔物Si、O等熔融發(fā)生困難,且碎玻璃量愈多,使配合料缺少一定的氣體率,使熔融玻璃的均化和澄清困難,即使延長(zhǎng)澄清時(shí)間或提高熔制溫度也無(wú)濟(jì)于事。雖然在熔制鈉鈣硅玻璃時(shí)碎玻璃使用量超過(guò)一定量,就會(huì)降低玻璃的質(zhì)量,機(jī)械強(qiáng)度變脆,但只要適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充氧化劑、澄清劑、助熔劑、部分揮發(fā)組分(BzO、NaO等),再給玻璃充分
5、均化并不影響色澤和性能。當(dāng)碎玻璃的粒度小于0.25ram和粒度2—20mm之間時(shí),兩者對(duì)熔化均有良好效果。碎玻璃回收利用的優(yōu)點(diǎn)1降低配合料成本2降低能耗3降低熔化溫度,延長(zhǎng)窯齡4減輕環(huán)境污染1降低配合料成本2降低能耗3降低熔化溫度,延長(zhǎng)窯齡(1)碎玻璃含量與熔化溫度的關(guān)系配合料的熔化與熔化溫度、熔化制度、氣氛、料堆的分布以及窯型有關(guān)系,但配合料的熔化速度取決于配合料中石英顆粒的熔解和擴(kuò)散速度,而且后者更慢。生產(chǎn)中凡是可提高石英顆粒擴(kuò)散速度的方法和措施,均可提高熔化速度。在相同的熔化溫度的情況下,碎玻璃含量多,相應(yīng)的配合料中粉料就少(即石英顆粒少)。熔化時(shí)石莢顆粒周圍的玻璃液中濃度梯度大,有利
6、于石莢顆粒的熔解和擴(kuò)散。隨著耐火材料工業(yè)的發(fā)展,高溫熔化得已實(shí)現(xiàn),逐漸成為提高熔化率的主要方法之一。因?yàn)槿刍瘻囟雀?,玻璃液的粘度降低,石奠顆粒熔解后,擴(kuò)散容易進(jìn)行。從而促進(jìn)熔化進(jìn)程。(2)碎玻璃含量與窯齡的關(guān)系就窯爐本身而言,影響其使用壽命除了所用耐火材料的理化性能外,主要是窯爐的使用溫度。耐火材辯隨著使用溫度的逐漸提高,磚體內(nèi)的液相含量逐漸增多,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐漸降低。當(dāng)溫度達(dá)到其荷重軟化點(diǎn)時(shí),磚體內(nèi)液相達(dá)到使用極限。耐火材料的使用溫度越高,磚體的破壞性越強(qiáng)。對(duì)于平板玻璃池窯而言,使用溫度每提高40N50。O,耐火材料壽命將要減少一半。當(dāng)配合料中碎玻璃含量較少時(shí),相對(duì)的粉料就多,能耗大。這樣就得
7、通過(guò)增加燃料的數(shù)量來(lái)滿足配合料熔化時(shí)能量要求。由于目前我國(guó)平板玻璃窯爐熱效率普遍較低(≤25),而燃料燃燒時(shí)大部分的熱量從窯體四周散發(fā)或隨廢氣經(jīng)蓄熱室排除窯外。這樣,相應(yīng)的增加了窯爐耐火材料的熱負(fù)荷,使用溫度提高,窯爐窯齡縮短。4減輕環(huán)境污染經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估在我國(guó),廢玻璃的量相當(dāng)可觀。通過(guò)對(duì)廢玻璃的回收與利用,不但有經(jīng)濟(jì)效益更有環(huán)境效益。據(jù)統(tǒng)計(jì),利用回收的玻璃再生玻璃,可節(jié)省煤,電能源10%~30%,減少空氣污染